了得網工業技術_太空天文探測器(太空先鋒)/科學圖書館

◇哈勃太空望遠鏡哈勃太空望遠鏡(HST)是歐洲航天局(ESA)和美國**航空航天局的合作項目。它的目標是在太空建立一個長期的光學天文觀測平臺，這個天文觀測平臺將為整個**天文學界服務。這個正在運行的天文觀測設備是以美國天文學家埃德溫·鮑威爾·哈勃的名字來命名的。哈勃通過自己在20 世紀上半葉所進行的具有開拓性的天文觀測活動，從根本上改變了人們對宇宙的體積、結構和構成的原有認識。
天文學家和太空科學家利用哈勃太空望遠鏡對看得見的宇宙進行觀測，他們目前的觀測距離是以前從來沒有達到過的。他們還利用哈勃太空望遠鏡來研究各種有趣的天文現像。例如，哈勃太空望遠鏡在1996年的觀測結果顯示：宇宙中存在星繫的數量要比先前科學家們預計的數量大約多出 500億(10的9次方)個。
哈勃太空望遠鏡的長度為43英尺(13.1米)，它的直徑是14英尺(4.27米 )。按照*初的設計，這個太空天文觀測臺提供的詳細觀測數據將覆蓋電磁光譜的可見光區、近紅外區域和紫外線區域。它的電力供應繫統包括兩塊太陽電池板(當航天器進入運行軌道後它會展開)，電池和電源調節設備。
它的質量為2.4萬磅(1.1萬千克)。這個自由飛行的天文觀測平臺在1990年4 月25日被STS-31號航天飛機首先放置在375英裡(600千米)的低地球軌道。
當時，STS-31號航天飛機正在執行“發現號”太空探索任務。
在哈勃太空望遠鏡被成功發射以後的若干年裡，總有一些重大的事件發生。其中包括科學家們發現了天文望遠鏡的光學繫統存在球面像差—— 這一瑕疵嚴重威脅到太空望遠鏡的實用性。然而，人們*終還是找到了解決這個問題的實用方案。STS-61號航天飛機在1993年12月執行“奮進號” 航天任務時成功地完成了對哈勃太空望遠鏡的在軌檢修。球面像差的影響被克服了，哈勃太空望遠鏡又恢復了正常的工作狀態。在執行這次任務期間，宇航員用第二代廣域和行星照相機*換了*初的廣域和行星照相機。
第二代廣域和行星照相機中的中繼反射鏡產生的球面像差可以抵消整個觀測繫統主鏡的球面像差。主鏡的邊緣厚度為2微米，如果第二代廣域和行星照相機中的修正鏡片的厚度也是2微米，那就顯得太厚了。除此以外，宇航員在檢修任務時還用“太空望遠鏡光軸補償校正光學儀(COSTAR)”取代了高速光度計。按照設計，COSTAR可以用來改正其他3個實驗設備主鏡的球面像差。這3個設備分別是：歐洲航天局制造的暗天體照相機(FOC)，暗天體攝譜儀(FOS)和戈達德高解析攝譜儀(GHRS)。
在1997年2月，“STS-82”號航天飛機在執行“發現號”航天任務時，成功地完成了對哈勃太空望遠鏡的第二次檢修(HST SM-02)。作為這次檢修任務的一部分，宇航員們為哈勃太空望遠鏡安裝了太空望遠鏡影像攝譜儀 (STIS)，近紅外線照相機和多目標分光儀(NICMOS)。宇航員們同時利用這些設備分別替換掉戈達德高解析攝譜儀(GHRS)和暗天體攝譜儀(FOS)。STIS 可以在4個光譜波段的範圍內對宇宙進行觀測。它的觀測範圍從紫外線區域，延伸到可見光區域並進入近紅外線區域。天文學家們可以利用STIS來分析天體的溫度、構成、運動和其他重要特征。由於NICMOS的波長範圍在近紅外線區域內，天文學家們可以利用它來觀測由塵埃構成的星繫內核並研究位於恆星周圍的有趣的圓盤。這裡提到的星繫是銀河繫中十分活躍的中心星繫。這些有趣的圓盤是由原行星構成的。
1999年11月13日，由於第四個陀螺儀失靈了，地面指揮中心的工作人員讓哈勃太空望遠鏡進入安全模式。在安全模式下，哈勃太空望遠鏡不能對天體目標進行觀測。但是，它的整體安全性能得到了保證。這種保護模式使地面指揮中心可以控制哈勃太空望遠鏡。由於隻有兩個陀螺儀處於工作狀態，哈勃太空望遠鏡對準觀測目標的**度無法達到進行科學觀測的技術要求。為了保護光學儀器，地面指揮中心的工作人員將哈勃太空望遠鏡的孔徑門關閉，然後他們又調準了航天器的方向以確保太陽電池板可以接收到充足的太陽光。
1999年12月19日，7位宇航員登上了“發現號”航天飛機。航天飛機從肯尼迪航天中心起飛，這次航天飛行的任務是對哈勃太空望遠鏡再一次進行在軌檢修。當哈勃太空望遠鏡的第三個陀螺儀失靈時(為了保證科學觀測的**度，太空天文望遠鏡至少需要3個能進行正常工作的陀螺儀)，美國 **航空航天局決定將第三次檢修任務分為兩個階段：3A檢修任務(SM3A) 和3B檢修任務(SM3B)。在6天的時間裡，宇航員先後3次在太空船以外對哈勃太空望遠鏡進行了檢修。他們換掉了一些破舊和過期的設備，完成了 SM3A階段的關鍵任務。在這一階段，*重要的任務是替換使望遠鏡可以準確對準天體目標的陀螺儀。宇航員還為哈勃太空望遠鏡安裝了**中心計算機、電子數據記錄器、電池改善工具和新的*熱毯。在發現號和它的宇航員(於12月27日)安全地返回地面以後，負責哈勃太空望遠鏡飛行的地面指揮中心的工作人員開啟了使哈勃太空望遠鏡進入正常運行狀態的開關。
由於這次檢修任務的成功完成，哈勃太空望遠鏡已經煥然一新，它又可以執行各種天文觀測任務了。
第三次檢修任務的第二階段在2002年3月進行。美國**航空航天局將哥倫比亞號航天飛機發射升空。這樣，7名宇航員可以同哈勃太空望遠鏡會面並對它進行升級改造。“STS-109”號任務也被稱為SM3B。這次任務開始於2002年的3月1日。在執行這次任務期間，宇航員一共進行了5次太空行走。他們的主要任務是為哈勃太空望遠鏡安裝一臺新的科學實驗設備，它就是**的巡天照相機(ACS)。這臺設備把已經為人類服役了將近12年的哈勃太空望遠鏡帶入了21世紀。ACS具有觀測視野廣、圖像質量清晰和敏感度高等特征。在ACS的幫助下，哈勃太空望遠鏡的觀測範圍擴大了一倍。在數據收集量方面，ACS是第二代廣域和行星照相機(HST早期使用的觀測設備)的 10倍還多。
在執行這次任務的過程中，宇航員還對哈勃太空望遠鏡的電力供應繫統進行了升級改造。他們換掉了已經使用8年的4塊太陽能板。取而代之的是體積*小，硬度*大的新的太陽能板。它們可以多產生30％的電力。在進行*後一次太空行走的過程中，STS-109的宇航員為哈勃太空望遠鏡的近紅外線照相機和多目標分光儀安裝了新的冷卻繫統。在原有的冷卻劑被耗盡以後，這兩個觀測設備一直處於休眠狀態。原有的冷卻劑的重量為220磅 (100千克)，它是一種由氮構成的固態冷卻劑。新的冷卻繫統可以使NICMOS 的紅外探測器的溫度下降到-315度F(-193攝氏度)以下。*後，宇航員還替換了4個反應輪配件中的一個，這4個反應輪配件構成了哈勃太空望遠鏡的對準控制繫統。
2004年1月16日，美國**航空航天局的執行官奧基弗宣布取消對哈勃太空望遠鏡的第四次檢修任務。按原計劃，這次檢修任務將在2006年進行，這也是航天飛機*後一次針對哈勃太空望遠鏡進行太空飛行。在這期間，宇航員除了進行檢修工作以外，還要為哈勃太空望遠鏡安裝新的實驗設備。在哥倫比亞號失事(2003年2月1日)以後，美國**航空航天局的執行官在制定新的航天飛行計劃時，首先要考慮它的安全繫數。然而，美國國家航空航天局的現任執行官邁克爾·格裡芬已經決定利用航天飛機再一次對哈勃太空望遠鏡進行檢修，這項任務已經被列入美國**航空航天局 2007年度的財政預算中。
除此以外，美國**航空航天局還考慮用機械臂捕獲哈勃太空望遠鏡並讓它脫離現在的運行軌道(這是一個備份計劃)。美國**航空航天局的管理者們無法讓哈勃太空望遠鏡的生命周期超過2007年。這是因為它的兩個關鍵部件需要*換或檢修。這兩個關鍵部件就是陀螺儀和電池。哈勃太空望遠鏡的替代者是詹姆斯·韋伯太空望遠鏡。按目前的計劃，它將在 2011年8月被發射升空。
雖然哈勃太空望遠鏡在夜以繼日地工作，它並非把全部的時間都花在對宇宙的觀測上。哈勃太空望遠鏡每運行一周大約要花95分鐘。其中一部分時間用來處理日常事務，另一部分時間用來進行天文觀測。這些日常事務具體包括：獲取新的觀測目標、避開太陽或月亮、改變通訊天線的方向和數據傳輸的模式、接受地面關於工作安排的指令、下傳實驗數據、校準實驗儀器和其他類似的活動。負責指揮和協調哈勃太空望遠鏡的科學探測活動的是霍普金斯大學的太空望遠鏡科學研究院，它位於馬裡蘭州巴爾迪摩的厚姆伍德校區。
P108-113

商品搜索

商品分类

【醫學】

【各大出版社】